Кошмар ювелира
Из гидрированной Z-нанотрубки было изготовлено Z-нанокольцо С3456Н3456 (рис. 1). Для этого отрезки С144Н144 со свободными концами (рис. 2) были размещены в виде правильного 24-угольника, после чего ближайшие концы соединены, и геометрия полученной структуры оптимизирована в режиме молекулярной механики. Получился гладкий тор без видимых дефектов. Расстояния между атомами водорода вблизи внутреннего экватора составили 0,255 нм, что близко к контактам Н—Н в кресловидной конформации циклогексана (0,263 нм), однако на самом экваторе тора контакты достигали 0,20 нм и менее. На наружной поверхности тора они составили 0,31-0,33 нм. На рис. 3 показаны фрагменты полученного кольца. Модель вполне подходит для будущего синтеза. Не имея кратных связей С—С, вещество из гидрированных наноколец должно быть бесцветным.
|
|
1. Гидрированное Z-нанокольцо С3456Н3456из 24 деталей, показанных на рис. 2. Светлые шарики — атомы водорода
|
|
|
2. Две проекции детали C144H144 для сборки наноколец (рис. 1 и 4). Длина контактов между внутренними атомами водорода составляет 0,19 нм, между наружными 0,28—0,32 нм
|
|
|
3. Фрагменты гидрированного Z-нанокольца С3456Н3456. Справа показано сечение, у которого видны атомы водорода, устилающие внутреннюю поверхность нанокольца и имеющие близкие контакты
|
Чтобы проследить за последствиями напряжений, возникающих в результате близких контактов между атомами водорода на внутренней поверхности тора, было собрано Z-нанокольцо (рис. 4) из вдвое меньшего числа указанных выше деталей. В результате оптимизации его геометрии первоначально круглое внутреннее отверстие тора неожиданно приобрело почти квадратную форму! Причем длина контактов между внутренними атомами водорода составила 0,23 нм, а на крутых изгибах меньше 0,18 нм. Такова цена гигантских напряжений в гидрированном Z-нанокольце небольшого диаметра, что, безусловно, снижает вероятность его синтеза.
|
|
4. Гидрированное Z-нанокольцо С1728Н1728 из 12 деталей (рис. 2) в начале и через 20 часов оптимизации геометрии
|